Однофазный электромагнит
4 !
-=co, .
Й л ямтент„,„- -,--., О П И СЭ ЫИ-Е
269306
Союз Советскиз
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 07.Х.1968 (№ 1274352/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 17ЛУ.1970. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 28Х11.1970
1 л. 21д, 2/02
М.ПК Н 011 7/12
УДК 621.318.3(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Автор изобретения
P. А. Барышникова
Московский ордена Ленина энергетический институт
Заявитель
ОДНОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ
Однофазные электромагниты широко применяются в контакторах, пускателях и реле переменного тока. Однако в большинстве известных электромагнитов переменного тока пульсация тяговой силы приводит к механическому износу подвижных частей и ухудшает работу всего аппарата.
Известен также однофазный электромагнит с постоянной по времени удерживающей силой.
Он представляет собой трехполюсный Ш-ооразный электромагнит с двумя последовательно соединенными обмотками, расположенными на крайних сердечниках магнитопровода, и экраном, охватывающим все сечение якоря или одного из крайних сердечников.
Результирующая тяговая сила этого электромагнита равна сумме сил, действующих на якорь в каждом из трех полюсов, имеющих одинаковые сечения. При равенстве магнитных потоков и фазовом сдвиге между ними в 60 результирующая тяговая сила равна постоянной величине (как в трехфазном электромагните), т. е. пульсация силы равна нулю.
Однако это осуществимо только при определенчом соотношении рабочих зазоров в притянутом положении якоря. При равных зазорах пульсации силы не может быть устранена и, кроме того, в этом случае возможно залипание якоря при снятии напряжения питания: рабочие зазоры прп притянутом якоре обычно очень малы (0,05 — 0,1 лл). Но даже если достигнуто -;ребуемое соотношение зазоров, т. е. пульсация силы сведена и нулю, имеет место
5 l 10 вследствие неравенства плеч. В предлагаемом электромагните в отличие от известного в магнитопроводе имеется дополнительный зазор. Это позволяет уменьн;ить пульсацию тяговой силы и делает воз15 можным применение электромагнита при поворотном движении якоря. На фиг. 1 показан предлагаемый электромагнит с обмотками на среднем и крайнем сердечниках и с одним нерабочим зазором у 20 основания среднего сердечника; на фиг. 2— электромагнит с обмотками на крайних сердечниках. и двумя дополнительными зазорами у оснований этих сердечников; на фиг. 3— электромагнит с поворотным движением 25 я коря. Электромагнит состоит нз трехполюсного Ш-образного магнитопровода 1, двух последовательно соединенных обмоток 2 и 8 и якоря 4 с экраном 5, охватывающим все его се30 чение. Обмотки могут быть выполнены на 269306 RpGHHeM и среднем сердечниках (фиг. 1) или на двух крайних сердечниках (фиг, 2 и 3). Магнитопровод имеет один или несколько дополнительных зазоров б, которые обязательно должны быть расположены на сердечниках с обмотками, например, у оснований этих сердечников. Если имеется только один дополнительный зазор, он должен быть расположен в сердечнике с обмоткой 2 (фиг. 1). В электромагните с обмоткой 2 на среднем сердечнике матнитопровода дополнительный зазор может не отделяться от рабочего зазора, т. е. якорь 4 может опираться на два крайних полюса, что позволяет предотвратить его качание. Экран 5 может располагаться как на якоре, так и на сердечнике с обмоткой 8. Величина дополнительных зазоров, параметры экрана и намагничивающих обмоток определяются из условий устранения пульсации тяговой силы электромагнита. Пульсация равна нулю, если тяговые силы каждого из трех полюсов равны и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 120 . Для этого необходимо, чтобы сечения полюсов были равны и чтобы поток в сердечнике с обмоткой 8, отставая по фазе от потока в серддечнике с обмоткой 2 на 60, был равен ему по величине. В сердечнике без обмотки магнитный поток равен разности первых двух потоков и, следовательно, он равен им по величине и сдвинут по фазе относительно потока в сердечнике с обмоткой 8 также на 60 . Равенство рабочих потоков и сдвиг между ними в 60 обеспечиваются при определенных соотношениях между магнитными сопротивлениями на пути этих потоков и определенных параметрах экрана и обмоток (см, журнал «Электричество», 1968 т., № 1). Задача решается неоднозначно, но во всех случаях магнитные сопротивления на пути трех рабочих потоков не могут быть равными. При отсутствии дополнительных зазоров это соответствует неравенству рабочих зазоров. Введением в магнитопровод одного или двух дополнигельных зазоров можно уменьшить до нуля пульсации силы при равных рабочих зазорах. Наличие дополнительных зазоров в магнитопроводе способствует, кроме того, ликвидации возможного залипания якоря при снятии напряжения. В электромагните с одним дополнительным зазором (фиг. 1) обмотки могут иметь равное число витков. Это удобно по технологическим соображениям и обеспечивает наименьшую суммарную намагничивающую силу обмоток-. 5 Потери в экране меньше, если число витков обмотки 2 больше числа витков обмотки 8. В электромагните с двумя дополнительными запорами (фиг. 2) обмотки 2 и 8 могут иметь равное число витков только при неравных до10 полнительных зазорах: зазор б должен быть больше зазора 6" (в 2-3 раза). При этом число витков обмотки 8 должно в 2,5 раза и более превышать число витков обмотки 2. В любом случае электромагнит с одним до15 полнительным зазором при прочих равных условиях потребляет меньшую мощность, имеет меньшую намагничивающую силу обмоток и меньшие потери, чем электромагнит с двумя дополнительными зазорами. Преимущество 20 электромагнита с двумя дополнительными зазорами в надежном устранении залипания якоря. Электромагниты с одним и с двумя дополнительными зазорами могут быть выполнены как с Ш-образным, так и с плоским 25 я кор ем. Предлагаемый электромагнит в любом варианте может применяться как при поступательном, так и при поворотном движении якоря. В последнем случае якорь 4 (фиг. 3) снаб30 .кен пружиной 7 и имеет ось вращения 8. При применении Ш-образных электромагнитов магнитную систему обычно располагают так, чтобы плоскость листов шихтованного магнитопровода была перпендикулярна оси враще35 ния якоря, плечи полюсов при этом делают разными. В отличие от этого в предлагаемом электромагните плоскость листов магнитопровода параллельна оси вращения якоря, а плечи полюсов равны. Так как тяговые силы ра40 бочих полюсов равны и сдвинуты по фазе на 120, то переменная составляющая результирующего момента равна нулю. При этом устраняется также и пульсация тяговой силы. Предмет изобретения Однофазный электромагнит с Ш-образным магнитопроводом, двумя последовательно соединенными обмотками и экраном, отличиюи1ийся тем, что, с целью уменьшения пуль50 сации тяговой силы, магнитопровод имеет дополнительный зазор. 269306 Уие.3 Составитель И. Ивановская Редактор Н. О. Громова Техред А. А. Камышникова Корректор М. П. Ромашова Заказ 1997/13 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва K-35, Раушская наб„д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2
